引言：
CBN砂輪具有耐用度高、磨損小、磨削比高、磨削穩(wěn)定性好、磨削效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而越來越多的應(yīng)用于磨削加工行業(yè)：它不僅可以大大地提高磨削加工生產(chǎn)效率，而且還可改善磨削加工表面質(zhì)量。磨削加工后的表面質(zhì)量包括表面粗糙度、殘余應(yīng)力、燒傷等指標(biāo)，而表面粗糙度又是考察工件是否合格的一個(gè)最為重要的因素。采用CBN砂輪進(jìn)行磨削可以保證工件的尺寸、形狀精度穩(wěn)定不變和高的磨后表面質(zhì)量，大大提高了加工精度和產(chǎn)品合格率。通常，被磨削工件的耐用度能提高30～50%。本文將進(jìn)行陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度的試驗(yàn)研究。
采用正交試驗(yàn)的方法進(jìn)行陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪外圓切人磨削45號(hào)淬火鋼的表面粗糙度的研究。為了研究磨削用量對(duì)表面粗糙度的真實(shí)影響，在加工到一定時(shí)間后直接退刀，使測(cè)量的表面粗糙度的值不受光磨時(shí)間的影響。
試驗(yàn)條件：
機(jī)床：MS1320高速外圓磨床
砂輪：陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪，80/100# ，125％，P，400×10×127。
工件：45號(hào)淬火鋼（HRC50～55），尺寸Φ120×8。
冷卻液：100%煤油。
修整用量：修整速度vd=300mm/min；修整進(jìn)給量td =5～10μm /雙程。
試驗(yàn)安排及結(jié)果見表。
對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行回歸分析，可以得到如下經(jīng)驗(yàn)公式：
Ra=21.8vs-0.443vf0.339nn0.070 （1）
由試驗(yàn)結(jié)果可知，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削中，砂輪速度，砂輪進(jìn)給速度，對(duì)工件已加工表面粗糙度的影響都很顯著，而工件轉(zhuǎn)速對(duì)工件已加工表面粗糙度的影響非常小。砂輪速度越高，單位時(shí)間內(nèi)掠過工件表面的磨粒就越多，所以表面粗糙度越��；砂輪進(jìn)給速度的提高即金屬磨除率的增大，就會(huì)使單顆磨粒的未變形切屑厚度增大，反映到工件表面上就是工件表面的溝槽較深，隆起較高，所以工件表面粗糙度就越大；工件轉(zhuǎn)速的提高同樣也會(huì)使單顆磨粒的未變形切屑厚度增大，而造成工件表面粗糙度的惡化，但工件轉(zhuǎn)速的影響效果不大。試驗(yàn)得出的經(jīng)驗(yàn)公式（1）可以作為陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削用量選擇的依據(jù)。
CBN砂輪磨削對(duì)磨削液有特殊的要求。油性磨削液在磨削過程中對(duì)改善磨削加工表面粗糙度極其穩(wěn)定性方面要明顯優(yōu)于水溶性磨削液。我們進(jìn)行了陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削中磨削液對(duì)表面粗糙度影響的試驗(yàn)研究：結(jié)果如圖1所示。
由圖1可看出，對(duì)于水溶性磨削液來說，隨著Vf的增大，尺值基本成線性增大；而對(duì)于油性磨削液來說，則存在一個(gè)最大極限進(jìn)給速度Vfmax ，當(dāng)Vf<Vfmax 時(shí)，工件已加工表面粗糙度基本能維持在一個(gè)比較良好的數(shù)值上，當(dāng)vf >Vfmax 時(shí)，工件已加工表面粗糙度才迅速惡化；而且油性磨削液在保持工件已加工表面粗糙度的穩(wěn)定性方面要明顯優(yōu)于水溶性磨削液。因此，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪為獲得較好的磨削效果，必須選用油性磨削液（非水溶性磨削液）。
3磨削加工過程陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度變化的試驗(yàn)研究
CBN砂輪是一種半永久性磨具，其可磨削層很薄，試驗(yàn)用的CBN砂輪的磨料層厚度只有10mm。我們進(jìn)行了陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度在磨削加工過程中變化的試驗(yàn)研究，并選用了兩種不同的砂輪進(jìn)給速度進(jìn)行比較，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。圖2為陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削表面粗糙度隨金屬磨除體積的增加而變化的情況。
試驗(yàn)研究表明，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪的表面形貌保持性好，非常耐磨，所以工件表面粗糙度在磨削過程中非常穩(wěn)定，見圖2。對(duì)于每一個(gè)不同的砂輪進(jìn)給速度，CBN砂輪的表面形貌相應(yīng)的有所變化，因而引起了磨削表面粗糙度的變化。當(dāng)砂輪進(jìn)給速度較大時(shí)，其表面形貌變得粗糙，磨削后工件表面粗糙度也較大，見圖2。另外，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪剛整形后的表面較平整，其磨粒凸出高度和容屑空間均較小，因此，陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪整形后有必要進(jìn)行開刃，而且開刃的好壞直接影響到工件已加工表面質(zhì)量的好壞和磨削工作的正常進(jìn)行。
結(jié)論和問題
通過試驗(yàn)研究我們可以得到如下結(jié)論：
�。�1）陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪磨削中，磨削用量的影響不是很大，但是提高砂輪速度有利于加工表面粗糙程度的改善；
�。�2）陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪受磨削液的影響很大，油性磨削液有利于更好的發(fā)揮CBN砂輪的優(yōu)越性能，但是卻會(huì)造成環(huán)境污染等問題；
�。�3）陶瓷結(jié)合劑CBN砂輪中，由于砂輪的耐磨性很好，因此在磨除了相當(dāng)多金屬體積后，工件表面粗糙度仍然能保持非常穩(wěn)定的狀態(tài)。
(本文轉(zhuǎn)載自《磨料磨具》第51期雜志，更多精彩盡在《磨料磨具》雜志。)
